Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса 10
1.1 Существующие способы предпосевной обработки семян . 10
1.2 Физиологические особенности семян 16
1.2.1 Явление покоя семян 18
1.2.2 Процессы, протекающие при прорастании семян 23
1.3 Действие различных видов энергии на растительные объекты .. 26
1.4 Выводы по главе 29
2 Обоснование гипотезы предпосевной обработки с комбинированым энергоподводом 31
2.1 Теоретическое обоснование гипотезы 31
2.1.1 Исследование ультразвуковой обработки 32
2.1.2 Исследование сверхвысокочастотной обработки 39
2.1.3 Исследование ультрафиолетового облучения 44
2.2 Оборудование и методика лабораторных исследований 49
2.2.1 Ультразвуковой обработки 49
2.2.2 СВЧ- обработки 50
2.2.3 Ультрафиолетового облучения 51
2.3 Лабораторные исследования влияния электрофизических способов предпосевной обработки семян 53
2.3.1 Методика определения всхожести, энергии прорастания семян 53
2.3.2 Результаты лабораторных исследований монофизических способов предпосевной обработки 54
2.3.3 Лабораторные исследования предпосевной обработки семян с комбинированным энергоподводом 58
2.4 Выводы по главе 62
3 Теоретическое исследование предпосевной обработки семян льна-долгунца с комбинированным энергоподводом 65
3.1 Оптимизация конструкторских решений 65
3.2 Моделирование процесса ультразвукового увлажнения 71
3.3 Расчет плотности потока СВЧ- излучения при обработке слоя семян при предпосевной обработке 76
3.4 Моделирование комплексной предпосевной обработки с применением ультразвуковой, СВЧ энергии и дозированной подачей раствора 81
3.5 Id - диаграмма влажного воздуха для замкнутой пространства камеры 82
3.5.1 Построение Id - диаграммы 83
3.5.2 Изображение процесса комбинированной предпосевной обработки семян на Id - диаграмме 86
3.6 Выводы по главе 87
4 Экспериментальные исследования установки предпосевной обработки непрерывного действия с комбинированным энергоподводом 89
4.1 Оборудование для экспериментального исследования 89
4.2 Система управления установками типа УПО-НД-КЭ на основе ПЭВМ (СУПК) 93
4.3 Экспериментальные исследования непрерывного процесса предпосевной обработки семян на УПО-НД-КЭ-01 96
4.4 Сопутствующие исследования и наблюдения 98
4.5 Технико-экономическое обоснование процесса предпосевной обработки семян с использованием комбинированного энергоподвода 105
4.5.1 Расчет затрат на внедрение установки УПО-НД-КЭ-02 105
4.5.2 Расчет стоимости обработки семян на установке УПО-НД-КЭ- 02 106
4.5.3 Расчет экономической эффективности внедрения предпосевной обработки семян льна-долгунца 111
4.6 Выводы по главе 113
Выводы 114
Список используемой литературы 116
Приложения 131
- Действие различных видов энергии на растительные объекты
- Результаты лабораторных исследований монофизических способов предпосевной обработки
- Моделирование комплексной предпосевной обработки с применением ультразвуковой, СВЧ энергии и дозированной подачей раствора
- Система управления установками типа УПО-НД-КЭ на основе ПЭВМ (СУПК)
Введение к работе
В Среднем Предуралье лен-долгунец - единственная техническая культура. Природно-климатические условия Среднего Предуралья благоприятны для его возделывания и получения высоких урожаев волокна, семян хорошего качества.
Стабилизирующее влияние на отрасль стали оказывать целевые программы: «Возрождение российского льна» (1993... 1995 гг.), «Развитие льняного комплекса России на 1996...2000гг.», «Развитие льняного комплекса Удмуртской Республики на 1999...2001 гг.» и программа «Развитие льняного комплекса Удмуртской Республики на 2002...2006 гг.».
Урожайность льна-долгунца по Удмуртской Республике невысокая и имеет различия по годам. За 1998 - 2003 гг. урожайность волокна в среднем достигла уровня 3,8 ц/га, семян - 1,9 ц/га, соответственно: в 2004 г. - 4,0 и 1,5 ц/га, в 2005 г. - 5,0 и 1,5 ц/га. Одной из главных задач для Удмуртской Республики является увеличение урожайности льна-долгунца. В настоящее время большое внимание уделяют внедрению в производство новых сортов льна-долгунца, которые обладают благоприятными сочетаниями биологических свойств и хозяйственно-ценных признаков.
В Государственный реестр селекционных достижений по четвертому региону, включающий и Удмуртскую Республику, в 2000 г. внесен новый сорт льна-долгунца из группы среднеспелых сортов - Синичка. Для наиболее полной реализации потенциала его продуктивности необходимы научные исследования. Таким образом, дальнейшее совершенствование технологий предпосевной обработки и возделывания с целью повышения урожайности данной культуры весьма актуально.
Одним из важнейших условий устойчивого развития сельского хозяйства является всестороннее использование различных видов энергии. Широко известно, что эффекты от их действия на биологические объекты проявляются в активировании физиологических процессов в растительном организме. В свете глобальных экологических проблем эти эффекты открывают значительные перспективы.
Данная работа выполнена в направлении развития и совершенствования научно-технической базы для эффективного использования электрофизических методов в такой отрасли сельского хозяйства, как производство продуктов растениеводства.
Цель работы: разработка технологии и технических средств для эффективного использования электрофизических факторов воздействия на этапе предпосевной обработки семян льна-долгунца сорта Синичка.
Для осуществления поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:
• анализ существующих методов предпосевной обработки семян;
• определение влияния электрофизической обработки семян льна-долгунца на отклик растений;
• исследование режимов комплексного электрофизического воздействия;
• разработка математической модели комплексной обработки семян льна-долгунца;
• разработка и экспериментальные исследования процессов непрерывной предпосевной обработки с использованием ультразвукового замачивания и СВЧ- активирования семян льна-долгунца.
Решение поставленных задач осуществлялось на основе системного научного подхода с использованием теоретических методов: теории теплопроводности, математической статистики, регрессивного анализа, математического и физического моделирования с использованием измерительной и вычислительной техники.
Для обрабатываемого растительного материала получено аналитическое описание явлений, вызываемых электрофизическими воздействиями. Предложен способ комплексной обработки семян, включающий ультразвуковое увлажнение и активизационно-диэлектрический гидролиз. Получены математические зависимости процесса комбинированной обработки семян льна-долгунца.
Систематизированы сведения по электрофизическим видам предпосевной обработки. Проведены теоретические и экспериментальные исследования, позволившие разработать научную основу и создать практическую базу для эффективного использования предпосевной обработки семян льна-долгунца электрофизическими способами.
Обоснованы и проверены эффективные режимы исследуемых видов предпосевной обработки, позволяющие повысить продуктивность, сохранить потребительские достоинства и получить экологически чистую продукцию.
Разработан, изготовлен и испытан опытный образец установки. Создан математический аппарат для расчета установок типа УПО-НД-КЭ.
Работа основана на обобщении результатов исследований аспиранта, выполненных самостоятельно и в содружестве с инженерами, учеными, технологами и специалистами: Специального конструкторского технологического бюро Продмаш (г. Ижевск), ООО «Ижлен-Агро» (с. Селты) и ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА.
Основные положения работы доложены на Региональной научно-практической конференции «Аграрная наука - состояние и проблемы», Ижевск (2002г.); Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы аграрной науки и пути их решения», Ижевск (2005г.); Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение реализации научных проектов в сельском хозяйстве», Ижевск (2006 г.); в теоретическом журнале «Хранение и переработка сельхозсырья», (2003г., 2004г.).
Действие различных видов энергии на растительные объекты
Существующие способы предпосевной обработки можно подразделить на три группы. В первую группу входят химические методы. Их сущность заключается в том, что используются химические, большей частью ядовитые для организмов вещества [147, 155]. Все существующие сегодня пестициды являются биологически активными веществами, в различной мере оказывают отрицательное воздействие на человека и биосферу, при их применении вполне возможны необратимые экологические последствия [16]. Рекомендуется протравливание семян сельскохозяйственных культур пленкообразующими составами и препаратами с использованием жидких комплексных удобрений. Для повышения урожайности соломки льна-долгунца и улучшения ее качества рекомендуется вносить совместно с азотно-фосфорно-калийными удобрениями бор и использовать для предпосевной обработки семян кобальт. Но, несмотря на успешное применение, они ухудшают качество наземной и подземной воды, отравляют пищу и вызывают рост заболеваемости. Кроме того, длительность их достигает 2-72 часов, то есть способы очень трудо- и энергоемки [113]. Во вторую группу относят биологические способы, основывающиеся на использовании микроорганизмов - фитопатогенов. Исследования [4] отметили при их применении улучшение минерального питания, стимуляцию роста и увеличение волокна. Существуют несколько негативных обстоятельств: затраты на приобретение препаратов, соответствующих машин и оборудования. Третья группа методов - физические, основанные на использовании тепловых, электрических, магнитных, электромагнитных и других полей и излучений [9, 86, 93]. На процессы, связанные с глубоким увлажнением семян и последующей их сушкой (гидротермические, термохимические, гидрофобизация, барботирование, замачивание в растворах микроэлементов и физически активных веществ и т.д.), расходуется до 60% всех энергетических и денежных затрат при подготовке семян. Среди наиболее изученных физических факторов, применяемых для предпосевной обработки семян, следует назвать: - Электрическое поле коронного разряда. Челябинский институт ме ханизации и электрификации сельского хозяйства [64], Центральный научно исследовательский институт хлопководства: по данным ЦНИИХ урожайность семян хлопчатника после обработки увеличивается с 29, 3 до 36,6 ц/га [11]. Работы по изучению влияния на семена поля разряда высокого напряжения ведутся также в Кировском политехническом институте. Шмигель В.В. установил эффективность использования электрических полей при подготовке семян к посеву зерновых, овощных, масленичных, льна, трав. В результате воздействия электрическим полем значительно повышается качество семенного материала, ускоряются физиологические процессы в семени, активизируется прорастание семян [150]. - Электромагнитное поле постоянного тока. По данным Челябинского НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства урожайность яровой пшеницы при обработке семян возрастает на 10-15% за счет увеличения числа зерен в колосе, его наполненности и лучшей вызреваемости растений ко времени уборки. Результаты получены на разработанной в институте машине 30 М - Т, которую можно агрегатировать с зерноочистительным агрегатом ЗАВ-100 [61, 24]. Исследования М.Г. Объедкова по обработке семян льна-долгунца магнитным полем показали, что посевы льна в фазе «елочка» почти не поражалась фузариозом. По его мнению, обработка семян электромагнитным полем, особенно селекционного материала, может снизить остроту этой проблемы [101]. - Гамма-излучение. По данным Ленинградского агрофизического НИИ урожайность облученных семян может увеличиваться на 15-20%. Полупроизводственные исследования и производственные испытания проводились на разных облучательных установках в Ленинградской области и во многих других районах страны. Исследованием указанного фактора занимается также Институт биологической физики АН СССР и Харьковский физико-технический институт [87]; - Лазерное излучение. По данным Казахского государственного уни верситета им. СМ. Кирова предпосевная обработка зерновых культур ускоряет их созревание, повышает урожай зерна на 1,0 - 1,9 ц/га. Разработанные там экспериментальные светолазерные установки дают возможность обрабатывать посевной материал, высаживаемый на площади до 600 тыс. га ежегодно. Применение серийно выпускаемых установок для лазерного облучения семян «Львов-1 электроника», несмотря на их отдельные конструктивные недостатки, такие как сложность тонировки (настройки), потере точности длины волны, показало эффективность применения данного физического фактора для различных видов семян и в разных климатических зонах. Так же обработка семян зерновых культур производилась (Ольшанская В.Т.) в Казанском ГСХА на установке «КВАНТ-1» с гелий-неоновым лазером ЛГ-75 мощностью 25 мВт. Было установлено, что лазерное облучение стимулирует ростовые процессы, форсированное поглощение минеральных веществ из почвы, ускорение созревания зерна и повышение его качества [102, 103 ,104]. Войтович Н.В. доказал эффективность использования лазерного излучения при предпосевной обработке семян льна-долгунца, которая способствовала повышению технологических качеств волокна [38]. - Ультрафиолетовое излучение. По данным Центрального научно исследовательского и проектно-технологического института механизации и электрификации животноводства, воздействие указанным фактором обеспечивает повышение урожая зерновых культур на 10-12%, увеличение содержания протеина в зеленой массе кукурузы на 6-10%, Сахаров - на 12 - 16%. Эффективность такого метода предпосевной обработки подтверждена проверкой на станциях испытания семян [149]. Воздействие на растительные объекты физическими факторами эффективно, потому что вызывает активное образование супероксидных, гидроксильных и перекисных радикалов, обладающих высокотоксичным окислительным стрессом [137]. Известна также эффективность предпосевной обработки семян такими физическими факторами, как: - Электромагнитное поле низкой частоты (Тбилисский государственный университет); - Импульсный концентрированный солнечный свет (Казахский сельскохозяйственный институт); - Инфракрасное излучение (Сибирский НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства); - Водородно-плазменная обработка (ВНИИ электрификации сельского хозяйства; - Градиентное магнитное поле (Объединенный институт ядерных исследований, АФИ) и др. [149]. В Харьковском институте механизации и электрификации сельского хозяйства успешно проводятся исследования как по изучению влияния низкоэнергетического электромагнитного поля на посевной материал, так и по разработке механических способов подготовки семян к посеву.
Результаты лабораторных исследований монофизических способов предпосевной обработки
Облучение семян, клубней, рассады является, образно говоря, энергетической «зарядкой». Она дает такое мощное и длительное последействие, что за время облучения в растительных тканях возникают необратимые изменения. Они обусловлены поглощением и передачей энергии различным биохимическим молекулам в клетках зародыша, глазка и т. д. Облученные семена, клубни, пыльца или растения становятся потенциально более богатой энергетической системой. В случае органов, находящихся в состоянии биологического покоя (семена), такая энергетически обогащенная система может хранить свою зарядку довольно долго — месяцами, а при благоприятных условиях, годами [74].
В результате передачи энергии веществам зародыша не только увеличивается его энергетический фонд, но поглощенная энергия вызывает электронновозбужденные состояния и производит изменения в сопряженных соединениях как основных носителях жизни. По мнению Пюльмана изменения касаются делокализации электронов, т. е. основного специфического свойства таких веществ. Подвижность, изменчивость, высокая поляризуемость электронного облака сопряженных соединений, играющих доминирующую роль в биохимии и представляющих собой главные активные центры жизнедеятельности, открывают много возможностей для изменения энергетической стабилизации этих соединений. Одной из форм проявления действия на молекулы является образование неспаренных электронов (свободных радикалов) [131].
Свободные радикалы в семенах являются продуктом взаимодействия энергии излучения с органическим веществом. Одной из характерных особенностей живой системы, в том числе и растений, является способность этой системы к использованию и превращению энергии.
В основном невозбужденном состоянии электроны в органических соединениях, как правило, находятся в спаренном состоянии и не проявляют парамагнитных свойств. Неспаренные электроны в молекулах химических веществ в клетках могут возникать при разрыве электронных пар в химической связи, которая включает пару электронов с взаимно перпендикулярными спинами, магнитные моменты которых при этом скомпенсированы и система не проявляет парамагнетизма. Разрыв отдельных химических связей можно допустить в результате мощного облучения. Но неспаренные электроны содержатся и в промежуточных продуктах биохимических реакций [5].
Свободные радикалы, будучи химически очень активными, обладая высокой реакционной способностью, по-видимому, инициируют большинство физиологических и биохимических процессов, происходящих в облученных семенах [96].
Первичные химические процессы происходят в микрогеометрических участках органоидов и других структурах клеток. Отсюда энергия возбуждения может мигрировать по биополимерам на те физиологически важные участки и системы и там реализоваться. Кроме того, первичные фотохимические процессы в облученных микрогеометрических участках, по видимому, могут путем цепных реакций вызывать новые химические и биохимические превращения.
Возбужденные состояния и свободные радикалы, возникшие в облученных семенах и растениях, являются стабильными, долго живущими образованиями. Однако не все радикалы и возбужденные состояния расходуются на интенсификацию процессов жизнедеятельности растения. Часть запасенной энергии рассеивается в решетку в виде тепла, часть свободных радикалов, особенно при их больших концентрациях в микрогеометрических участках, рекомбинирует между собой, не оказывая значительного химического действия в биополимерах. Запасенная энергия может эффективно расходоваться лишь после того, как семя начнет прорастать. Чем больше срок хранения семян от облучения до посева, тем больше вероятность потери в нем запасенной энергии.
К биологическим системам применим первый закон термодинамики о том, что увеличение энергии системы равно энергии, получаемой системой извне. Поглощенная системой энергия превращается в работу. В биологической системе эта работа выражается в конечном итоге (в случае целого организма) в росте, развитии и продуктивности организма. Однако, повышение притока энергии допустимо лишь до определенного максимума, превысив который, нарушаются физиологические функции организма, при длительном и сильном нарушении организм может превратиться из живой системы в неживую. Но длительное существование живой биологической системы вообще немыслимо без притока извне хотя бы минимального количества энергии как источника его жизнедеятельности. Следовательно, для живого организма имеются определенные границы минимума и максимума притока энергии извне, в рамках которых он может нормально существовать. В этих же пределах для каждого организма находятся оптимальные условия, обуславливающие в нем интенсивное протекание жизненных процессов [34].
Таким образом, искусственное значительное усиление притока энергии к биологической системе (семя, растение) приводит, не нарушая ее, к увеличению активности этой системы. Такое заключение представляется новым и важным не только с энергетической, но и с практической стороны, ибо делает научно обоснованным новый путь повышения продуктивности растений.
В сельскохозяйственной практике нужно учитывать период покоя у растений, поскольку использование на посев невсхожих семян, находящихся в состоянии покоя, может привести к изреживанию травостоя и снижению урожая. Для снятия покоя используют структурные, физические и химические факторы воздействия на семена. При этом облегчается доступ воды и кислорода к зародышу, к тому же прорастающий зародыш изолируется от действия эндогенных факторов покоя, в первую очередь ингибиторов.
Температура оказывает влияние как на первичный, так и на вторичный покой. Выводить семена из состояния покоя можно как более высокими, так и более низкими температурами или их переменным действием.
Важнейшим условием и в большинстве случаев лимитирующим фактором прорастания семян является вода. Однако избыток влаги, как правило, оказывает негативное влияние на них. Избыток воды между семядолями теснит осевые органы зародышей, кроме того, пузырьки воздуха и кислород, попадающие с водой при замачивании семян, усугубляют эти повреждения.
Моделирование комплексной предпосевной обработки с применением ультразвуковой, СВЧ энергии и дозированной подачей раствора
Поэтому длительность гибели растения под действием конвективного плазмолиза намного больше, чем электроплазмолиза [123]. Это влечет ряд негативных явлений, связанных с ухудшением качества продукта [6, 123], которое, по-видимому, зависит от денатурации белка в процессе длительного воздействия температуры. Так как денатурация белка замедляет процесс влагопереноса, длительность процесса обработки следует ограничить, особенно в период максимального воздействия высоких температур, который происходит на начальной фазе процесса влагопереноса.
Требование технологии СВЧ- обработки семенного материала предусматривает не только недопущение перегрева материала, но и определенную температуру областей интенсивной обработки, выше которой в семенах могут происходить необратимые процессы, разрушающие капиллярно-пористый каркас, вызывающие ионизацию газов в СВЧ- камере, денатурацию белков и т.д. [6, 109, ПО]. Поэтому увеличение потенциала переноса вещества за счет увеличения градиента общего давления должно иметь вполне определенный предел даже при соблюдении условий, обеспечивающих нормальную температуру наружных слоев.
При перемещении влаги по капиллярам растительного материала под действием СВЧ- энергии свободная и физико-механическая влага (благодаря градиентам температуры и давления) перемещается к поверхности материала, вместе с растворимыми в воде сахарами. Вязкость жидкости в граничной фазе в 8... 15 раз больше вязкости в капиллярах. Кристаллизация Сахаров в граничной фазе вызывает закупорку капилляров. При этом фильтрационный поток резко снижается и наступает перегрев материала, что приводит к ухудшению его качества. Предложено учитывать длительность и интенсивность СВЧ- воздействия во время обработки путем введения критерия запаривания. Критерий запаривания - это процесс гибели клеточной ткани растительного продукта в результате денатурации, который происходит после закупорки капилляров. Численно выразим его через интеграл летальности L.[88]
Тогда для определения допустимого времени обработки в СВЧ- поле (без запаривания) применим интеграл летальности с учетом изменения температуры в процессе обработки на стадиях его нагрева [88] Уравнение (2.11) решается численным, графическим или аналитическим методами. Численное интегрирование несобственных интегралов удобно проводить по частям: первую часть проводить по формуле Симпсона с постоянным шагом интегрирования, а вторую часть с переменным шагом [32, 33].
Численное решение (2.11) для выбранных констант показывает, что денатурация растительного материала в процессе обработки под действием температуры наступит только при ттіп = 64 с, а фактическое время обработки меньше (15...45 с). Следовательно, при выбранных режимах СВЧ- воздействия представляется возможным проведение предпосевной обработки семян.
Ультрафиолетовое излучение характеризуется длиной волны в диапазоне 250-360 нанометров, является холодным излучением (тела не нагреваются) и отличается от остального излучения солнечного спектра высокой энергией. Воздействие ультрафиолетового излучения на семена заключаются в изменении фотоэнергетики клеток и нефотосинтетических превращениях квантов света.
При УФ облучении повышается возможность не только косвенного, т. е. через пигменты, но и прямого взаимодействия фотонов с нуклеиновыми кислотами и белками хлоропластов, митохондрий, рибосом. Таким образом, облучение должно влиять на темновые энергетические процессы — дыхание, гликолиз, синтез биополимеров и другие. В ходе изменения регуляторных процессов в клетке при УФ облучении может возникать конкуренция за квант света между пигментами, биологическое функционирование которых обусловлено взаимодействием с фотонами, и соединениями, поглощающими УФ лучи и участвующими в темновых реакциях [131].
По мнению Н.С. Андреевой и К.Ф. Турчина [5] фотоны играют роль в миграции заряда по системе пептидно-водородных связей в белковой молекуле, что является одним из механизмов передачи энергии в биологических системах. Передача эффектов сопряжения электронов через водородные связи и послужили основой для гипотезы о существовании энергетических зон в белках, Б. Пюльман [116] указывает на существование в белках четырех энергетических зон, из которых три целиком заполнены электронами, а одна совершенно пуста. Энергия возбуждения, необходимая для переноса одного электрона из самой верхней заполненной зоны в самую нижнюю незаполненную, несколько превышает 5 эв. УФ облучение обеспечивает приток такой энергии.
УФ активирует или ингибирует различные физиологические и биохимические процессы у семян [58, 60]. Энергия в тканях вызывает химическое окисление различных соединений в клетках, повышает реакционную способность молекул путем их возбуждения, ионизации, при больших энергиях влечет разрыв химических связей в отдельных молекулах, что приводит к образованию свободных радикалов; последние характеризуются высокой химической активностью и высокой реакционной способностью.
В Вашингтонском университете под руководством Б. Коммонера [130] было установлено, что при освещении различных растительных материалов в них возникают свободные радикалы. Образование свободных радикалов при облучении семян УФ является одним из основных механизмов действия фотоимпульсов на первых, физических стадиях взаимодействия фотонов с молекулами органических соединений в клетках. Ультрафиолет стимулирует или тормозит включение различных аминокислот в белки. УФ радиация стимулирует включение в белок триптофана, в то время как другие аминокислоты, а частности лизин, пролин, глицин и фенилаланин, сильно отстают от триптофана во включении в структуры белка [130]. Фотофизическое действие УФ может приводить к разрушению вредных для организма перекисей. Для разрыва химических связей основной группы атомов перекисей (—О—О—) достаточна энергия в 35 ккал/моль.
Система управления установками типа УПО-НД-КЭ на основе ПЭВМ (СУПК)
Для эксперимента были взяты семена льна-долгунца сорта «Синичка». Опыт проведен на опытном поле учебно-опытного хозяйства (УОХ) «Июльское» Ижевской государственной сельскохозяйственной академии (2005г), учетная площадь делянки - 1,05 м2 (100x105 см), в четырехкратной повторности. Семена высевались из расчета 90 кг на 1 га [49].
Опыт (микрополевой). Влияние предпосевной обработки семян на урожайность льна-долгунца Синичка. Схема опыта: 1) без обработки (контроль); 2) ультразвуковая обработка 10 минут + СВЧ - излучение 15 секунд; 3) ультразвуковая обработка 10 минут + СВЧ - излучение 30 секунд; 4) ультразвуковая обработка 10 минут + СВЧ - излучение 45 секунд; 5) ультразвуковая обработка 20 минут + СВЧ - излучение 15 секунд; 6) ультразвуковая обработка 20 минут + СВЧ - излучение 30 секунд; 7) ультразвуковая обработка 20 минут + СВЧ - излучение 45 секунд; 8) ультразвуковая обработка 30 минут + СВЧ - излучение 15 секунд; 9) ультразвуковая обработка 30 минут + СВЧ — излучение 30 секунд; 10) ультразвуковая обработка 30 минут + СВЧ - излучение 45 секунд. Ультразвуковое увлажнение семян приводили при расходе воды 51 л/т. Семена обрабатывали выше представленной схеме. Посев проводили узкорядным способом на глубину посева семян 1,5...2 см, норма высева - 26 млн. всхожих семян на 1 га. Опыты проводились в соответствии с требованиями методик опытного дела [49]. Метод учета урожайности соломы определяли с каждой делянки с последующим перерасчетом на стандартную влажность - 19 % (базисная влажность, ограничительная не более 25%). Влажность льносоломы определяют с помощью влагомеров ВЛК-1 или ВЛР-1 либо сушильного устройства ВСЛК-1, сушильного шкафа СШ-1. При этом следят за тем, чтобы не было нетипичных пучков стеблей: случайно попавшихся, мокрых от росы и осадков, из верхнего слоя снопов. Влажность льносоломы определяют и ускоренным методом, используя специальную установку, в которой сушку проводят облучение инфракрасными лучами. При повышенной влажности увеличивается масса, снижается выход волокна. Особую опасность представляет повышенная влажность при хранении, которая может привести к порче. Существенность разницы в показаниях между вариантами устанавливали методом дисперсионного анализа [49]. Исследования показали, что предпосевная обработка семян оказывала влияние на формирование урожайности льна-долгунца Синичка (Таблица 4.2). Варианты предпосевной обработки семян - 20/30, 30/30 обеспечили существенное увеличение урожайности соломы на 11,7... 18,4 ц/га (НСР05 2 ц/га), по сравнению с урожайностью, полученной в контрольном варианте -без обработки (40,2 ц/га). Различные значения урожайности льна-долгунца Синичка по режимам предпосевной обработки семян обусловлены изменениями следующих элементов структуры. В среднем наиболее благоприятные условия прорастания семян льна-долгунца обусловил режим 20/30, 30/15, 30/30, 30/45. Полевая всхожесть (рисунок 4.7) по данным вариантам обработки семян составила 83...85 %, что на 8... 13 % выше полевой всхожести контрольного варианта (без обработки). Существенное повышение выживаемости (на 6...7 %) растений льна-долгунца в течении вегетации обеспечил посев семян, обработанных при режимах 20/30 и 30/30 в сравнении с выживаемостью растений в варианте без обработки (НСР05 4%). Обработка семян перед посевом способствует увеличению числа растений к уборке на единице площади. Увеличение густоты стояния растений перед уборкой при предпосевной обработке семян отмечено с 1403 до 1553... 1792 шт./м2 или на 150...389 шт./м2 (НСР05 130 шт./м2). Густота стеблестоя льна-долгунца перед уборкой обеспечила получение урожайности соломы 43,3...58,6 ц/га, чему способствовала предпосевная обработка семян.
Различают общую и техническую длину стебля льна. Под общей длиной понимают расстояние от места прикрепления семядольных листочков до места прикрепления самой верхней коробочки. Техническая длина стебля — расстояние от места прикрепления семядольных листочков до начала разветвления соцветия - наиболее ценная часть стебля. Под горстевой длиной понимают среднюю длину льносоломы, замеренную от комлевой до окончания основной массы стеблей. Горстевая длина льносоломы должна быть не менее 60 см [41]. По толщине стебля растения льна-долгунца делятся на тонкостебельные , (диаметр 0,8-1,2 мм), среднестебельные (1,3-1,5 мм) и толстостебельные (1,5 мм и более). Толщину стебля измеряют на середине технической длины стебля. У тонких стеблей волокно лучшего качества, так как их элементарные волоконца имеют толстые стенки и сравнительно небольшую внутреннюю полость, что делает волокно прочным и гибким. Толстые стебли дают менее прочное, грубое волокно.
Одно из основных требований, предъявляемых текстильной промышленностью к стеблям льна-долгунца, - возможно большее содержание волокна с наиболее высокими прядильными свойствами. Технологическое качество существенно повышается при увеличении общей длины (70-90 см и более). Тонкие стебли (0,9-1,5 мм) по сравнению с толстыми (1,6-2,1 мм и более) дают больше волокон лучшего качества [31, 53, 76, 119].
Длина и толщина стебля в значительной степени зависит от сорта и условий выращивания. При густом размещении растений стебель меньше ветвится и имеет большую техническую длину и малую толщину. При очень редком стоянии увеличивается толщина стеблей, образуется много ветвей.
Диаметр стеблей определяют в тех случаях, когда по органолептической оценке солома признана толстостебельной [118].
